超聲改善微電鑄鑄層均勻性研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微型器件的需求量逐漸增多，基于UV-LIGA技術(shù)的微電鑄工藝在航空航天、生物醫(yī)藥、電子通訊等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在微電鑄過程中，鑄層的不均勻性問題成為限制微電鑄工藝發(fā)展的重要因素之一，嚴(yán)重制約著微器件的機(jī)械性能和使用需求。本課題主要通過在電鑄過程中施加超聲作用，以研究超聲對鑄層均勻性的影響。分析了鑄層不均勻的機(jī)理，為了準(zhǔn)確獲得鑄層的厚度分布，提出一種厚度測量方法，通過實(shí)驗(yàn)獲得了超聲改善鑄層均勻性的方法，并對超聲影

2、響鑄層均勻性的機(jī)理加以解釋。
　　從陰極表面電流分布的角度分析了遷移電流和擴(kuò)散電流對馬鞍形形貌的影響，介紹流體摩擦-電泳模型解釋了帽形形貌的形成原因。電鑄后的鑄層表現(xiàn)為何種形貌受到遷移電流、擴(kuò)散電流以及流體摩擦-電泳現(xiàn)象三者共同的影響。
　　提出一種厚度測量方法——基于電感測微儀的間接厚度測量法，該方法使用電感測微儀進(jìn)行測量，是一種無損測量方法。使用該方法能夠測量厚度只有幾個微米的鑄層，且測量的絕對誤差小于0.2μm。

3、>　　實(shí)驗(yàn)研究了電鑄過程施加超聲對單個微結(jié)構(gòu)、光柵結(jié)構(gòu)整體以及大面積鑄層均勻性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電鑄過程施加超聲能夠?qū)⑽⒔Y(jié)構(gòu)的馬鞍形截面形貌轉(zhuǎn)變?yōu)槊毙涡蚊?，改善了鑄層的均勻性;超聲無法改變光柵結(jié)構(gòu)整體的厚度分布形貌，但能在一定程度上改善均勻性;對于大面積鑄層的均勻性，超聲對其無改善作用。
　　分析了超聲改善均勻性的機(jī)理。超聲對均勻性的改善作用源于其能夠加強(qiáng)陰極表面附近的溶液對流，減小擴(kuò)散層厚度，從而削弱由于擴(kuò)散電流而導(dǎo)致的馬鞍